杂交育种与诱变育种教学设计和学案设计郭玉海

1、山西省孝义市第二中学高一生物必修2杂交育种与诱变育种教学设计和学案山西省孝义市第二中学杂交育种与诱变育种教学设计和学案设计郭玉海第6章 从杂交育种到基因工程第1节 杂交育种与诱变育种一、教学目标1. 知识方面(1) 简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。 （2）举例说出诱变育种在生产中的应用。（3）讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。2. 情感态度与价值观方面(1) 讨论育种科学技术发展是科学、技术和社会的相互作用。(2) 体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。3. 能力方面（1）尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。（2）运用遗传和变异原理,解决

2、生产和生活实际中的问题。二、教学重点和难点1.教学重点遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。2.教学难点（1）杂交育种和诱变育种的优点和局限性。（2）用遗传图解表示各种育种过程三、教学方法531教学模式(课堂改革实验中)1时间划分：5（5分钟交流）+30（30分钟展示）+10（10分钟测评预习指导）2环节划分：预习、展示、测评双案导学，教材知识问题化，问题难易层次化，纠错展示常态化，分层训练重消化。3模块划分： 预习反馈 （课前查阅学生导学案学情调查）分配任务（课间十分钟） 讨论释疑、目标再现（5分钟）展示纠错、点拨提升（交错进行）（30分钟）分层（级）训练、达标测评、总结反思

3、、预习指导（10分钟）四、教学课时1课时五、教学过程教学内容教师组织和引导学生活动教学意图一、选择育种（1）古印第安人培育玉米的方法称为   。 （2）这里的“选择”的含义是      。 （3）“用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔离”作用是      。 （4）选择育种的优缺点是        。  选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件

4、下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。 小组展示：（1）选择育种（2）汰劣留良（3）防止质劣玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。（4）优点：技术简单、容易操作。 缺点：选择范围有限，育种周期长。帮助学生自主理解选择育种二、杂交育种问题探讨看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。现在我们来分析各组的方案是否科学规范。现有高产、不抗病和低产、抗病两纯系品种，有人想把两个小麦品种的优良性状结合，尝试如下杂交（参见下面图解）1、现有高产、不抗病和低产、抗病两纯系品种，有人想把两个小麦品种的优良性状结合，尝试如下杂交（参见下面图解）2、杂交

5、育种的概念： 3.育种过程：（以两对相对性状为例）将两个亲本_，得到F1再多次_，逐代_，直到得到性状不再发生分离的理想纯种。4.列举我国在杂交育种方面的成就。5.对杂交育种的评价（教材99页思考与讨论）杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。教师点拨：原产我国的奶牛年产奶量3000kg左右，世界优质奶牛年产奶量为1万kg左右。引种优质奶牛一头荷斯坦-费里生奶牛价格3-5万元，而且对我国的环境不太适应，所以一般往往是引种优质乳用公牛在与我国当地黄牛杂交和选育，逐渐形成中国荷斯坦奶牛（中国黑白花牛）【案例

6、】 以课本的两个小麦品种杂交为例:如果小麦中，高产（A）对低产（a）是显性，抗病（B）对不抗病（b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解（要求规范书写，写出基因型表现型及其比例，只写出前三代即可）。展示一小组的遗传图解小组点评并示范书写过程如下：P AAbb X aaBB F AaBbF 基因型 1/16 AABB 1/16 aaBB 1/16 AAbb 1/16 aabb 2/16 AaBB 2/16 aaBb 2/16 Aabb 2/16 AABb 4/16 AaBb表现型 9/16高产抗病 3/16高产不抗3/16 低产抗病 1/1

7、6低产不抗思考：(1) 杂交育种依据的遗传学原理是什么(2) 我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？(3) 如何能得到可以代代遗传的优势品种？(4) 我们选育出的纯合子新品种，在F 所有的后代中的概率是多少？那么它在F的高产抗病后代中的概率又是多少？选种应该从哪一代开始？(5) 如果我们需要的性状都是隐性该如何选？(6) 如果又有显性又有隐性呢？(7) 选出的新品种应该是纯合子还是杂合子？(8) 杂交育种必须选择纯种吗?点拨提升：可以，这种情况有时候在生产实践中还特意使用杂种作为种子，而且还能体现出杂种优势，例如骡子的杂种优势。杂种优势是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代

8、，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。育种实践上，人们常常利用杂种优势获得较好的经济性状。生产上人们利用杂种优势，需要年年配制生产种（杂种），但是不再留种。这种方法可以比较巧妙地解决育种实践上周期过长的问题。但是年年制种也是一件十分麻烦的事情。(9) 案例中的杂种子一代能否直接用于生产实践？点拨提升：若该生物靠有性生殖繁殖后代，一般必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了，纯种、杂种并不影响后代性状的表达。如马铃薯的繁殖就是这样。(10) 如果上述杂交育种材料是牛，要选择显性性状也是

9、要连续自交吗？点拨、解答同学们的问题：杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。 课本的遗传图解就是一个很规范的育种方案，它是以文字的形式，从性状的角度来阐述杂交育种的过程。同学们在书写时，要依据基因的自由组合规律的原理，把每一代的可能表现型都正确的写出，从杂种第二代就可以选出我们需要的品种。选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就会因为发生性状分离而失去优势。这里，同学们可能发现了问题：隐性性状的品种肯定是纯合子，但显性性状的品种就有可能是纯合子、也有可能是杂合子，该如何鉴定

10、呢? 如果我们需要的性状是显性性状，育种时就用亲本的杂交后代连续自交，逐步淘汰，直到不再发生性状分离为止；如果我们需要的性状是隐性性状，育种时就从杂种二代中直接选用。教材的问题探讨没有限定品种是纯种，无法确定每一对相对性状的显隐性，很难准确书写遗传图解，可以直接使用高产不抗病与低产抗病的杂交育种简单的书写并且准确的推导到子二代，然后在简单的推出n的情况。如果有必要的话教师再举一个育种的实例如下：小麦高秆抗锈病（DDTT）与小麦矮秆锈病（ddtt） 矮秆抗锈病（ddTT）N代总结出汰劣留良后的每一代的比例一般学生推导到F4就能得到Fn的通项为纯合体为：（2n-1-1）/（2n-1+1）杂合体为：

11、2/(2n-1+1),总结规律可以看出随着杂交代数的增加纯合体比例趋向于1，杂合体比例趋向于0，但是永远不可能全部为纯种，在实践生产中一般认为当纯合体所占的比例接近于97.5%时即认为是纯种使用。那么学生计算如果这样需要几年的育种，学生得出至少需要8年的时间，并且强调指出F2即可选种。比较两种育种实例可以看出，选育目标的不同教材实例为选育双显性，小麦育种实例为选育单显性，实际上有时候也选育双隐性，由于目标的不同也会造成育种年限的差异。杂交育种小组展示杂交育种5个基础知识小组互评2.杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，就得到新品种的方法。4袁隆平杂交水稻介

12、绍荷斯坦-弗里生牛X当地黄牛杂交培育出中国荷斯坦牛（优良种）。5.杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。一小组展示案例的遗传图解小组互评小组展示思考的10个问题串(1) 基因重组(2) 不可以，因为其中有8/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。(3) 要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在F中所得到表现型为高产抗病（双显性）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种AABB。(4) 1/16， 1/9, F2

13、。 (5) F2出现的隐性性状就是纯合体，可以稳定遗传。(6) 一显一隐性状的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种。(7) 纯合体(8) 不一定(9) 学生回答：不能，因为后代会发生性状分离。(10) 不能，可以采用测交的办法确定它是纯合子还是杂合子。 用问题串引导学生层层推进理解杂交育种的优缺点2、诱变育三种三、诱变育种1.概念： 2.原理3.优点：这种方法可以提高_，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。4.举例如“_”大豆品种， 等。5.对诱变育种的评价（教材100页思考与讨论）与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？

14、联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？教师点拨：自然情况下由于DNA分子复制的差错，也会发生基因突变10-510-8的突变率，人工诱变育种大概提高了100倍左右。利用基因突变的原理，利用返回式卫星和高空气球搭载农作物种子，使种子在空间条件下发生基因突变，进行农作物遗传性状的改良。如：卫星“872”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”等。可见科学与技术的发展与社会的发展有着相互影响、相互制约的关系，请简单的叙述他们之间的这种关系。遗传变异规律在促进经济与社会发展方面的有着重要的价值，遗传变异规律的发展直接促进了经济与社会发展。但是，在某一历史阶段，

15、由于科学认识的局限性，科学技术总会存在一些难以解决的问题，这些问题阻碍了生产力的提高。随着科学认识的不断深入，技术上的问题得以解决，生产力也随之提高；社会生产力的提高，又能反过来促进科学技术的发展。杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，就得到新品种的方法。诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。从而在短时间内获得更多的优良变异类型的育种方法。杂交育种的优点：方法简单，容易操作；但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，

16、育种进程缓缦，过程繁琐。诱变育种的优点：是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。但是，诱变育种的诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。需大量处理供试材料。两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育种技术的发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。一小组展示诱变育种的5个要点。1. 诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。从而在短时间内获得更多的优良变异类型的育种方法。2.基因突变3. 诱变育种

17、的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。4.黑农五号青霉菌选育5.诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。当堂检测四种育种方法的比较一小组的表格在实物投影仪上展示，另一小组点评。一小组展示习题答案。其余同学质疑另一小组点评解答归纳整理学科班长总结本节课，课后交回全体同学的导学案。教师总结：集优，创优值周班长点评本节课各小组的表现，并记录在个人成长档案和小组考核中。四种育种方法的比较:杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交用物理、化学因素处理生物，低温处理或用秋水仙素处理萌发的种

18、子或幼苗花药（花粉）离体培养原理基因重组 基因突变染色体变异染色体变异优缺点方法简单，容易操作。不能创造新的基因，育种进程缓缦，过程繁琐。能提高变异的频率，大幅改良某些性状，变异性状较稳定，可加速育种进程。有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。器官较大，营养物质含量高。发育延迟，结实率底。自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）。方法复杂，成活率低。实例小麦高茎（易倒伏）、抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染病的纯种进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种。黑农五号大豆品种，鲁棉1号青霉菌株选育三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦。抗病植株的育成等。【板书设计

19、】学生：小麦高产（A）对低产（a）是显性，不抗病（B）对抗病（b）是显性，选育高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品种都是纯合子。则遗传图解如下：P AAbb（高产不抗） X aaBB（低产抗病） 配子 Ab aB F AaBb（高产抗病）F 基因型 1/16 AABB 1/16 aaBB 1/16 AAbb 1/16 aabb2/16 AaBB 2/16 aaBb 2/16 Aabb 2/16 AABb4/16 AaBb表现型 9/16高产抗病 3/16高产不抗3/16低产抗病 1/16低产不抗教师：第1节杂交育种与诱变育种集优，创优【教材习题详解】一、练习 （P101）（一）基础题【答案】：1

20、B。 2B。 3基因突变；X射线；紫外线；激光。（二）拓展题提示：可采用杂交育种的方法，遗传图解可参考教科书插图61绘制。优点是育种的目的性较强，能够获得具有优良性状、淘汰不良性状的品种。缺点是育种周期长，过程繁琐。【导学案习题详解】1.B2.D3.C4.B5. （1）3/16 1/3（2）单倍体育种、 花药离体培养、 秋水仙素、 明显得缩短育种的年限、 （3）基因突变6. 【解析】这是一道有关育种方式的学科内综合题，根据四种育种方式的育种原理，分步解析如下：（1）用<1>AABB和<2>aabb培育出<5>AAbb，需分两步走，第一步AABB与aabb进行

21、杂交得<3>AaBb，所以方法I为杂交育种：第二步让AaBb自交，选出符合要求的AAbb和Aabb两种后代的个体，AAbb和Aabb在外观上无法区别，因此需将AAbb和Aabb再分别自交，观察后代性状无分离者为AAbb，所以方法II为自交，所依据的原理是基因的自由组合规律。（2）由<3>AaBb培育成<4>Ab的常用方法是花粉的离体培养，由<4>Ab培育成<5>AAbb的方法是将Ab的幼苗用秋水仙素处理，使染色体加倍，即人工单倍体育种。 （3）由<3>AaBb培育成<6>AAaaBBbb的方法，也是用秋水仙素处

22、理AaBb的幼苗或种子，使染色体加倍，AAaaBBbb又被称为多倍体。 （4）由<2>aabb培育成<7>Aabb，可采用射线照射或药剂处理等人工诱变方式，其依据的原理是在一定的剂量范围内，射线或药剂不能杀死被实验的生物，但能诱发其中一部分个体产生基因突变，使隐性基因a突变为显性基因A。【答案】(1)杂交 自交， 基因重组；（2）花药离体培养； 人工诱导染色体加倍，缩短育种年限；（3）人工诱导多倍体，多倍体（4）采用射线照射或药剂处理等人工诱变方式【课后记】 本节课教师对节奏控制的比较好，但是整节课比较平淡，缺乏激情，师生之间的交融也不是非常融洽，教师的语言缺乏幽默感，

23、没有创设出高潮迭起的兴奋气氛，整节课感觉比较沉闷。自主合作探究的新课程理念体现的比较充分，六个小组展示的内容问题比较多的聚集在10个问题串的解答上，这是教师需要重点点拨提升的内容。可以安排两个小组来分担完成。四种育种方法的比较学生填写的比较准确，可以在小组之内解决没有必要再在全班展示。遗传图解的准确规范快捷的书写也是教师要帮助学生解决的问题。杂交育种中杂种优势的利用学生理解的不够到位，从习题的演练中明显的曝露出这一点成为知识学习的盲区。aabb成为Aabb很多学生理解为测交，但是却想不到基因突变。Ab成为AAbb学生也是不太清楚，反映出学生对单倍体育种理解的也是有问题，秋水仙素处理萌发的种子或

24、幼苗，或者低温诱导染色体变异的常用手段掌握的不够全面。选择育种的选择含义不知道为汰劣留良。一直以来，我们的教学中存在诸多问题： 教师满堂讲解，学生训练很少，导致学生记不住、跟不上、忘得快。课外完成作业，课业负担很重，导致教师督查，批阅、落实不到位。学生自由预习，学习没有重点，导致差生面扩大，教学质量在下降。练习布置不及时，学生训练不到位，导致学生学习训练巩固三脱节.语英阅读量不够，作文训练次数少，导致学生阅读写作能力不够。文理训练质不高，高考要求不达标，导致学生考试实践能力下降。针对这六大问题，结合我们学生实际，在原有“531高效课堂教学模式”的基础上进行广泛深入研究，寻找适合我们二中学生发展

25、规律的教学方法，制定出了高效学习“六环节”即【学生预习】-【自主训练】-【交流展示】-【引领学习】-【巩固练习】-【训练考试】的大循环学习模式。学生使用经过教师教研统一提供的高质量的预习学案，用学案去自主预习练习，检查效果，发现问题，带着问题进课堂，学生在课堂上进行交流展示，讨论研究，解决问题。在学生展示的基础上教师引领学习，针对学生存在的问题，结合高考的考试要求，讲解重要点、辨析易错点，训练学习思维，规范解题步骤，归纳规律方法。然后教师当堂提供给学生典型问题、经典试题进行针对性训练，达到知识巩固、概念理解、思维训练、能力提升的目的，最后实行检测、批阅、改错、实现学生学习高效目的。 “六环节循

26、环学习模式” 注重自主、合作、探究的学习方式，突出了学生为主体的地位，减轻了学生课业负担，让教师更新了课堂教学理念，达到了“先学后教、先练后讲、精讲精练，不做不讲、不批不讲、当堂落实”的高效学习目的，有效改变了教师的满堂灌、满堂讲现象；教师的教学由个体教学变成了团队合作，努力缩小了班级的差距，使整个年级、整个学科整体提升。转变思想认识，更新教学理念，放下传统习惯，推进高效课堂，才能提高教学质量，才符合新课程改革，才符合素质教育要求。在充分论证试验的基础上在我校努力推行高效学习“六环节”大循环学习模式。6.1 杂交育种与诱变育种 NO.20姓名 小组 班级 组内评价 教师评价 使用说明与学法指导

27、1依据学习目标，全体学生要积极主动，参考导学练等辅导资料认真预习并完成导学案，小组长要搞好监督与检查，确保每位同学都能认真及时预习。2结合导学案中的问题提示，认真研读教材，回答相关问题，解答完有关题目。3要求每位同学都要认真预习，认真勾画课本，找出不明白的问题用红笔画出。4学科班长在晚自习后，将导学案收齐，要统计没有交上的同学的名字。学习目标（一）知识目标1简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。）2举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。3讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。（二）能力目标通过对杂交育种和诱变育种

28、的实例分析和比较，提高运用遗传和变异规律解决生产、生活中的问题的能力。（三）情感目标1讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。2通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。学习重点遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。学习难点杂交育种和诱变育种的优点和局限性。自主学习一、阅读教材前三段，回答下列问题：(1) 古代印第安人培育玉米的方法是 。(2) 这里选择的含义是 。(3) “用作祭品的玉米都是在隔离条件下种植的”其中“隔离”的作用是 。(4) 这种育种方式

29、的缺点是： 。二、杂交育种 1、现有高产、不抗病和低产、抗病两纯系品种，有人想把两个小麦品种的优良性状结合，尝试如下杂交（参见下面图解）亲本： × 杂交第一代： 高产、抗病第二代： 2、杂交育种的概念：_。3.育种过程：（以两对相对性状为例）将两个亲本_，得到F1再多次_，逐代_，直到得到性状不再发生分离的理想纯种。4.列举我国在杂交育种方面的成就 。【合作探究】案例 ： 以课本的两个小麦品种杂交为例:如果小麦中，高产（A）对低产（a）是显性，抗病（B）对不抗病（b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解（要求规范书写，写出基因型

30、表现型及其比例，只写出前三代即可）。思考：(11) 杂交育种依据的遗传学原理是什么(12) 我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？(13) 如何能得到可以代代遗传的优势品种？(14) 我们选育出的纯合子新品种，在F 所有的后代中的概率是多少？那么它在F的高产抗病后代中的概率又是多少？选种应该从哪一代开始？(15) 如果我们需要的性状都是隐性该如何选？(16) 如果又有显性又有隐性呢？(17) 选出的新品种应该是纯合子还是杂合子？(18) 杂交育种必须选择纯种吗?(19) 案例中杂种子一代能否直接用于生产实践？(20) 如果上述杂交育种材料是牛，要选择显性性状也是要连续自交吗？5.对杂交育种的评价（教材99页思考与讨论）三、诱变育种1.概念：_ _。2.原理3.优点：这种方法可以提高_，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。4.举例如“_”大豆品种， 等。5.对诱变育种的评价（教材100页思考与讨论）杂交育种、人工诱变育种、单倍体育种、多倍体育种的比较：杂交育种人